Evaluation of clinical and inflammatory markers of subclinical carotid atherosclerosis in postmenopausal women

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Expressão de genes no embrião e endosperma durante a germinação de sementes de lobeira (Solanum lycocarpum St. Hill)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

The Mycobacterium leprae hsp65 displays proteolytic activity. Mutagenesis studies indicate that the M. leprae hsp65 Proteolytic activity is catalytically related to the HslVU protease?

The present study reports, for the first time, that the recombinant hsp65 from Mycobacterium leprae (chaperonin 2) displays a proteolytic activity toward oligopeptides. The M. leprae hsp65 proteolytic activity revealed a trypsin-like specificity toward quenched fluorescence peptides derived from dynorphins. When other peptide substrates were used (β-endorphin, neurotensin, and angiotensin I), the predominant peptide bond cleavages also involved basic amino acids in P 1, although, to a minor extent, the hydrolysis involving hydrophobic and neutral amino acids (G and F) was also observed. The amino acid sequence alignment of the M. leprae hsp65 with Escherichia coli Hs1VU protease suggested two putative threonine catalytic groups, one in the N-domain (T 136, K 168, and Y 264) and the other in the C-domain (T 375, K 409, and S 502). Mutagenesis studies showed that the replacement of K 409 by A caused a complete loss of the proteolytic activity, whereas the mutation of K 168 to A resulted in a 25% loss. These results strongly suggest that the amino acid residues T 375, K 409, and S 502 at the C-domain form the catalytic group that carries out the main proteolytic activity of the M. leprae hsp65. The possible pathophysiological implications of the proteolytic activity of the M. leprae hsp65 are now under investigation in our laboratory.

Impact of sub-inhibitory concentrations of amoxicillin on helicobacter pylori virulence factors

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Considerations for Assessing Maximum Critical Temperatures in Small Ectothermic Animals: Insights from Leaf-Cutting Ants

The thermal limits of individual animals were originally proposed as a link between animal physiology and thermal ecology. Although this link is valid in theory, the evaluation of physiological tolerances involves some problems that are the focus of this study. One rationale was that heating rates shall influence upper critical limits, so that ecological thermal limits need to consider experimental heating rates. In addition, if thermal limits are not surpassed in experiments, subsequent tests of the same individual should yield similar results or produce evidence of hardening. Finally, several non-controlled variables such as time under experimental conditions and procedures may affect results. To analyze these issues we conducted an integrative study of upper critical temperatures in a single species, the ant Atta sexdens rubropiosa, an animal model providing large numbers of individuals of diverse sizes but similar genetic makeup. Our specific aims were to test the 1) influence of heating rates in the experimental evaluation of upper critical temperature, 2) assumptions of absence of physical damage and reproducibility, and 3) sources of variance often overlooked in the thermal-limits literature; and 4) to introduce some experimental approaches that may help researchers to separate physiological and methodological issues. The upper thermal limits were influenced by both heating rates and body mass. In the latter case, the effect was physiological rather than methodological. The critical temperature decreased during subsequent tests performed on the same individual ants, even one week after the initial test. Accordingly, upper thermal limits may have been overestimated by our (and typical) protocols. Heating rates, body mass, procedures independent of temperature and other variables may affect the estimation of upper critical temperatures. Therefore, based on our data, we offer suggestions to enhance the quality of measurements, and offer recommendations to authors aiming to compile and analyze databases from the literature.

Recombinant DNA immunotherapy ameliorate established airway allergy in a IL-10 dependent pathway

Background Previous studies have established that mycobacterial infections ameliorate allergic inflammation. However, a non-infectious approach that controls allergic responses might represent a safer and more promising strategy. The 60-65 kDa heat shock protein (Hsp) family is endowed with anti-inflammatory properties, but it is still unclear whether and how single mycobacterial Hsp control allergic disorders. Objective Therefore, in this study we determined whether the administration of Mycobacterial leprae Hsp65 expressed by recombinant a DNA plasmid could attenuate a previously established allergic response. Methods We used an experimental model of airway allergic inflammation to test the effects of immunotherapy with DNA encoding Hsp65. Allergic mice, previously sensitized and challenged with ovalbumin, were treated with tree intramuscular doses of recombinant DNA encoding Hsp65. After treatment, mice received a second allergen challenge and the allergic response was measured. Results We found that immunotherapy attenuated eosinophilia, pulmonary inflammation, Th2 cytokine and mucus production. Moreover, we showed that the inhibition of allergic response is dependent on IL-10 production. Both Hsp65 and allergen-specific IL-10-producing cells contributed to this effect. Cells transferred from DNA-immunized mice to allergic mice migrated to allergic sites and down-modulated the Th2 response. Conclusions and Clinical Relevance Our findings clearly show that immunotherapy with DNA encoding Hsp65 can attenuate an established Th2 allergic inflammation through an IL-10-dependent mechanism; moreover, the migration of allergen-and Hsp65-specific cells to the allergic sites exerts a fundamental role. This work represents a novel contribution to the understanding of immune regulation by Hsp65 in allergic diseases.

Identification of epsilon PKC Targets During Cardiac Ischemic Injury

Background: Epsilon-protein kinase C (epsilon PKC) protects the heart from ischemic injury. However, the mechanism(s) of epsilon PKC cardioprotection is still unclear. Identification of the epsilon PKC targets may aid in elucidating the epsilon PKC-mediated cardioprotective mechanisms. Previous studies, using epsilon PKC transgenic mice and difference in gel electrophoresis, identified proteins involved in glucose metabolism, the expression of which was modified by epsilon PKC. Those studies were accompanied by metabolomic analysis, suggesting that increased glucose oxidation may be responsible for the cardioprotective effect of epsilon PKC. Whether these epsilon PKC-mediated alterations were because of differences in protein expression or phosphorylation was not determined. Methods and Results: In the present study, we used an epsilon PKC -specific activator peptide, psi epsilon RACK, combined with phosphoproteomics, to find epsilon PKC targets, and identified that the proteins whose phosphorylation was altered by selective activation of epsilon PKC were mostly mitochondrial proteins. Analysis of the mitochondrial phosphoproteome led to the identification of 55 spots, corresponding to 37 individual proteins, exclusively phosphorylated, in the presence of psi epsilon RACK. The majority of the proteins identified were involved in glucose and lipid metabolism, components of the respiratory chain as well as mitochondrial heat shock proteins. Conclusions: The protective effect of epsilon PKC during ischemia involves phosphorylation of several mitochondrial proteins involved in glucose and lipid metabolism and oxidative phosphorylation. Regulation of these metabolic pathways by epsilon PKC phosphorylation may lead to epsilon PKC-mediated cardioprotection induced by psi epsilon RACK. (Circ J 2012; 76: 1476-1485)

Characterization of anti-silencing factor 1 in Leishmania major

Anti-silencing factor 1 (ASF1) is a histone chaperone that contributes to the histone deposition during nucleosome assembly in newly replicated DNA. It is involved in chromatin disassembly, transcription activation and in the cellular response to DNA damage. In Leishmania major the ASF1 gene (LmASF1) is located in chromosome 20 and codes for a protein showing 67% of identity with the Trypanosoma brucei TbASF1a. Compared to orthologous proteins, LmASF1 conserves the main residues relevant for its various biological functions. To study ASF1 in Leishmania we generated a mutant overexpressing LmASF1 in L. major. We observed that the excess of LmASF1 impaired promastigotes growth rates and had no impact on cell cycle progress. Differently from yeast, ASF1 overproduction in Leishmania did not affect expression levels of genes located on telomeres, but led to an upregulation of proteins involved in chromatin remodelling and physiological stress, such as heat shock proteins, oxidoreductase activity and proteolysis. In addition, we observed that LmASF1 mutant is more susceptible to the DNA damaging agent, methyl methane sulphonate, than the control line. Therefore, our study suggests that ASF1 from Leishmania pertains to the chromatin remodelling machinery of the parasite and acts on its response to DNA damage.

Reposição volêmica com soluções salinas em pancreatite e perfil hepático de proteínas apoptóticas e de choque térmico

OBJETIVO: A falência hepática é uma consequência da inflamação sistêmica após pancreatite aguda. Avaliou-se o efeito da reposição volêmica com soluções salinas fisiológicas ou hipertônica na produção hepática de citocinas e na expressão de proteínas ativadas por choque térmico e proteínas ligadas à apoptose durante a pancreatite aguda. MÉTODOS: Ratos Wistar foram divididos em quatro grupos: C - animais controles não submetidos à lesão e nem ao tratamento; NT - animais submetidos à indução de pancreatite aguda e não tratados; SN - animais submetidos à indução de pancreatite aguda e tratados com solução salina normal (NaCl 0,9%); SH - animais submetidos à pancreatite aguda e tratados com solução salina hipertônica (NaCl 7,5%). A pancreatite aguda foi induzida por infusão retrógrada transduodenal de taurocolato de sódio 2,5% no ducto pancreático. Após 4, 12 e 24 horas da indução da pancreatite aguda, analisaram-se, no fígado, TNF-α, IL-1β, IL-6 e IL-10, caspase-2, caspase-7, APAF-1, AIF, HSP60 e HSP90. RESULTADOS: A caspase-2 diminuiu nos grupos SN e SH (p<0,05 versus C) após 12 horas. APAF-1, AIF e HSP90 permaneceram inalterados. Após 4 horas da indução, a capsase-7 aumentou no grupo NT (p<0,01 versus C), embora se mantendo em níveis basais nos grupos reperfundidos. A HSP60 aumentou em todos os grupos após 4 horas (p<0,001 versus C). No entanto, o grupo SH mostrou menor expressão de HSP60 que o grupo SN (p<0,05). A solução salina hipertônica manteve a produção de citocinas em níveis normais. A reperfusão com volume com solução salina normal ou hipertônica, modulou significativamente a expressão de caspase-7. CONCLUSÃO: A reposição volêmica com solução salina normal ou hipertônica foi efetiva em reduzir a caspase-7. Entretanto, somente a solução salina hipertônica foi capaz de regular a produção de citocinas e a expressão de HSP60 em todos os momentos analisados.

Charakterisierung der Apolipoprotein J-Genregulation in Fibroblasten und glatten Gefäßmuskelzellen durch nekrotische Zellen und Toll-like Rezeptoren

Apolipoprotein J (ApoJ) ist ein sezerniertes heterodimeres 80kDa Glykoprotein mit zytoprotektiven und antiinflammatorischen Eigenschaften, das ein nahezu ubiquitäres Expressionsmuster aufweist. Eine stark erhöhte ApoJ-Expression ist mit neurodegenerativen Erkrankungen, Atherosklerose, myokardialem Infarkt sowie einer Vielzahl anderer pathophysiologischer Bedingungen assoziiert. Die potentielle Bedeutung von ApoJ umfasst eine Funktion als extrazelluläres Chaperon, Komplementinhibitor, NF-kB-Inhibitor sowie eine Beteiligung an der Endozytose von nekrotischen Zellfragmenten. Unter Bedingungen, die zu einer massiven Akkumulation von absterbenden Zellen führen, ist eine vermehrte Expression von ApoJ auf die überlebenden Nachbarzellen in den betroffenen Geweben beschränkt. Die molekularen Mechanismen, die dieser gesteigerten ApoJ-Genexpression zugrunde liegen, sind jedoch unbekannt. Untersuchungen unserer Arbeitsgruppe konnten zeigen, dass eine Inkubation mit nekrotischem Zellmaterial in vitro eine Akkumulation von ApoJ-mRNA in Fibroblasten der Zelllinie Rat1 induziert, was darauf hindeutet, dass unter pathophysiologischen Bedingungen von nekrotischen Zellen exponierte bzw. freigesetzte Faktoren zu einer gesteigerten ApoJ-Genexpression in umliegenden vitalen Zellen beitragen können. Die im Rahmen der vorliegenden Arbeit durchgeführten Untersuchungen zeigen eine Korrelation zwischen der Expression von Toll-like Rezeptoren (TLRs) in Fibroblasten (Rat1), glatten Gefäßmuskelzellen (CRL2018) sowie embryonalen Dottersackzellen (10A) und einer durch nekrotische Zellen induzierten ApoJ-mRNA-Expression in diesen Zelllinien. Es wird angenommen, dass TLRs neben pathogenassoziierten Strukturen (PAMPs) auch durch körpereigene Agonisten wie Hitzeschockproteine und Nukleinsäuren aktiviert werden. In weiterführenden Experimenten stellte sich unter anderem heraus, dass neben nekrotischen Zellen auch der TLR3-spezifische Agonist Poly(I:C), eine synthetische doppelsträngige RNA, ausschließlich in den beiden TLR3-exprimierenden Zelllinien CRL2018 und Rat1, nicht jedoch in TLR3-defizienten 10A-Zellen, die ApoJ-mRNA-Expression induziert. Darüber hinaus führt auch die Inkubation mit eukaryotischer RNA (Gesamt-RNA, t-RNA) zu einer Akkumulation von ApoJ-mRNA in CRL2018-Zellen. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen erstmals, dass die Expression von ApoJ-mRNA durch extrazelluläre Ribonukleinsäuren in TLR3-abhängiger Weise induziert wird, was darauf hindeutet, dass in verletzten Geweben aus post-apoptotischen oder nekrotischen Zellen freigesetzte Ribonukleinsäuren zu einer vermehrten ApoJ-Genexpression in vitalen Nachbarzellen beitragen.

Analyse immunologischer und proteomischer Aspekte im Rahmen der Glaukompathogenese

Das Glaukom stellt eine heterogene Gruppe von okularen Erkrankungen dar, deren Pathogenese sich durch einen langsamen, progradienten Untergang von retinalen Ganglienzellen und ihren Axonen auszeichnet. rnIn den letzten Jahren wurde im Kontext der Glaukompathogenese verstärkt die Beteiligung autoreaktiver Antikörper diskutiert. Ein Schwerpunkt dieser Arbeit bestand in dem Vergleich solcher Autoantikörper-Reaktionen in den Serum- und Kammerwasserproben einzelner Glaukompatienten. Hierdurch sollte geklärt werden, inwieweit die Immunreaktivitäten dieser beiden Körperflüssigkeiten miteinander übereinstimmen und ob sich Hinweise auf eine lokale Antikörperproduktion im immunprivilegierten Auge finden lassen. Mittels eines etablierten Protein-Microarray-Verfahrens wurden die Immunreaktionen gegen 40 verschiedene Antigene, wie z.B. Hitzeschock-Proteine oder neuronale Strukturproteine, untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass die detektierten Autoantikörper-Reaktionen gegen mehr als 80% der untersuchten Antigene in beiden Körperflüssigkeiten miteinander übereinstimmen. Verdeutlicht wird hierdurch, dass die Antikörper-basierenden immunologischen Vorgänge im Auge bzw. Kammerwasser, trotz dessen Abschottung vom Blutkreislauf durch die Blut-Retina-Schranke, denen des Serums stark ähneln. Nur vereinzelt lassen sich Hinweise auf eine lokale Antikörperproduktion im Auge finden, wodurch die Bedeutung der detektierten Serumantikörper-Reaktionen für die Glaukomerkrankung belegt wird. rnEin weiterer Schwerpunkt der Arbeit lag auf der Detektion möglicher veränderter Proteinexpressionen in den Retinae und Serumproben von Glaukompatienten, die potentiell zu den neurodegenerativen Prozessen der Glaukompathogenese beitragen. Um die Analyse spezifischer Proteinexpressionen zu ermöglichen, wurde das Verfahren des Antikörper-Microarrays etabliert und auf die Fragestellung angewendet. Untersucht wurden hierbei vor allem die Abundanzen von Komplementproteinen, Zytokinen und Hitzeschock-Proteinen, aber auch die von verschiedenen neuronalen Strukturproteinen. Als Probenmaterial dienten Serum- und Retinaproben von Glaukompatienten, die vergleichend denen von gesunden Probanden gegenübergestellt wurden. Die Analyse erbrachte die Erkenntnis, dass neben der verstärkten Expression von Komplementproteinen in der Retina (z.B. C3, C6) auch im Serum der Glaukompatienten eine erhöhte Konzentration dieser Proteine vorliegt, die im Rahmen der Glaukomerkrankung möglicherweise ebenfalls eine Rolle spielen. Ähnliches konnte für verschiedene Zytokine, wie z.B. TNF-α, IFN-γ oder IL1-β beobachtet werden, die in den untersuchten Retinae von Glaukomprobanden, teilweise auch in den Serumproben der Patienten, in verstärktem Maße detektiert werden konnten. Die erhöhte Produktion von Zytokinen in der Retina ist wahrscheinlich auf die Aktivierung von Gliazellen zurückzuführen, ein Ereignis für das in dieser Arbeit zahlreiche Hinweise gefunden werden konnten. Die Gliaaktivierung wird vermutlich durch apoptotische Prozesse in der Retina ausgelöst, eventuell aber auch durch eine erfolgte Komplementaktivierung. Darüber hinaus konnten mittels eines massenspektrometrischen Verfahrens weitere Expressionsunterschiede verschiedener retinaler Proteine bei Glaukompatienten festgestellt werden. Diese Veränderungen, wie z.B. geminderte Mengen von ROS-eliminierenden Proteinen, wie der Superoxid Dismutase und Peroxiredoxin-2, begünstigen bzw. verstärken sehr wahrscheinlich die neurodegenerativen Prozesse in der Retina von GlaukompatientenrnInwieweit die untersuchten Faktoren kausativ an den neurodegenerativen Prozessen beteiligt sind, bleibt ungeklärt, jedoch untermauert deren Vielzahl die Notwendigkeit, die Ursache der Glaukomerkrankung als komplexe Interaktion und Wechselwirkung verschiedener Komponenten zu betrachten und nicht als einen einzelnen fehlgesteuerten Mechanismus.rn

Pathomechanische Analysen zum Untergang retinaler Ganglienzellen im experimentellen autoimmunen Glaukom-Modell

In den vergangenen Jahren konnten zahlreiche Studien die Veränderung des natürlichen Autoantikörperrepertoirs bei Glaukompatienten aufzeigen. Zu den Antigenen zählen verschiedenen Hitzeschockproteinen, aber ebenso neuronal assoziierte Strukturproteine wie das Myelin basische Protein (MBP) oder das sauren Gliafaserprotein und einige neuropyhsiologische Proteine aus der Retina und dem Sehnerven. Da bei den Glaukompatienten nicht einzelne Antikörperreaktionen verändert sind, sondern vielmehr komplexe Autoantikörpermuster vorliegen, bestand das primäre Ziel der Dissertation zu zeigen, ob eine systemische Immunisierung mit MBP, Homogenaten opticus-assoziierter Antigene (ONA) und Antigenen der retinalen Ganglienzellschicht (RGA) den Verlust von retinalen Ganglienzellen (RGZ) in einem Experimentellen Autoimmunen Glaukom (EAG) Tiermodell auslösen können. Die systemische Injektion von MBP, ONA oder RGA induzierten ophthalmopathologische Veränderungen in der Retina, gekennzeichnet durch retinalen Ganglienzellverlust mitsamt Zerstörung der Axone im Sehnerv. Unter der Annahme, dass die Neurodegeneration durch Autoantiköper vermittelt ist, wurde ebenfalls untersucht, ob sich die Antikörperreaktivität gegen okulare Strukturen oder den Sehnerv im Verlauf der Studie verändern. Getestet wurde die Antikörperreaktivität gegen Gewebsschnitte gesunder Tiere mit dem Ergebnis einer signifikanten und zeitabhängigen Zunahme der Immunreaktivität. Darüber hinaus war es erstmals möglich die Ablagerung von IgG Autoantikörpern in der Retina und dem Sehnerv nachzuweisen sowie die Caspase mediierte Apoptose zu untersuchen. Ebenfalls konnte die Verteilung von aktivierten Mikroglia im optischen System evaluiert werden, wobei diese mehrmals in Kolokalisation mit den IgG-Autoantikörpern auftraten. Diese Beobachtungen lassen den Schluss zu, dass die Immunreaktionen von Autoantikörpern alleine und im Zusammenspiel mit der Mikroglia im Zusammenhang mit der Neurodegeneration der retinalen Ganglienzelle im EAG Modell stehen könnten.

Control of fruit postharvest diseases by thermotherapy: understanding the mechanisms of action by –omics approaches

In recent years the hot water treatment (HW) represents an effective and safe approach for managing postharvest decay. This study reported the effect of an HW (60°C for 60 s and 45°C for 10 min) on brown rot and blue mould respectively. Peaches was found more thermotolerant compared to apple fruit, otherwise Penicillium expansum was more resistant to heat with respect to Monilinia spp. In semi-commercial and commercial trials, the inhibition of brown rot in naturally infected peaches was higher than 78% after 6 days at 0°C and 3 days at 20°C. Moreover, in laboratory trials a 100% disease incidence reduction was obtained by treating artificially infected peaches at 6-12 h after inoculation revealing a curative effect of HW. The expression levels of some genes were evaluated by qRT-PCR. Specifically, the cell wall genes (β-GAL, PL, PG, PME) showed a general decrease of expression level whereas PAL, CHI, HSP70 and ROS-scavenging genes were induced in treated peaches compared to the control ones. Contrarily, HW applied on artificially infected fruit before the inoculum was found to increase brown rot susceptibility. This aspect might be due to an increase of fruit VOCs emission as revealed by PTR-ToF-MS analysis. In addition a microarray experiment was conducted to analyze molecular mechanisms underneath the apple response to heat. Our results showed a largest amount of induced Heat shock proteins (HSPs), Heat shock cognate proteins (HSCs), Heat shock transcription factors (HSTFs) genes found at 1 and 4 hours from the treatment. Those genes required for the thermotolerance process could be involved in induced resistance response. The hypothesis was confirmed by 30% of blue mold disease reduction in artificially inoculated apple after 1 and 4 hours from the treatment. In order to improve peaches quality and disease management during storage, an innovative tool was also used: Da-meter.

High HSP27 and HSP70 expression levels are independent adverse prognostic factors in primary resected colon cancer

The expression of Heat Shock Proteins (HSPs) is increased in various cancers and has been shown to correlate with biological tumor behaviour. This study aimed to investigate the impact of HSP70, HSP60 and HSP27 expression in colon cancer.

Chemokine receptor 4 (CXCR4) is part of the lipopolysaccharide "sensing apparatus"

Recognition of bacterial lipopolysaccharide (LPS) by the innate immune system involves at least three receptor molecules: CD14, TLR4 and MD-2. Additional receptor components such as heat shock proteins, chemokine receptor 4 (CXCR4), or CD55 have been suggested to be part of this activation cluster; possibly acting as additional LPS transfer molecules. Our group has previously identified CXCR4 as a component of the "LPS-sensing apparatus". In this study we aimed to elucidate the role that CXCR4 plays in innate immune responses to LPS. Here we demonstrate that CXCR4 transfection results in responsiveness to LPS. Fluorescence correlation spectroscopy experiments further showed that LPS directly interacts with CXCR4. Our data suggest that CXCR4 is not only involved in LPS binding but is also responsible for triggering signalling, especially mitogen-activated protein kinases in response to LPS. Finally, co-clustering of CXCR4 with other LPS receptors seems to be crucial for LPS signalling, thus suggesting that CXCR4 is a functional part of the multimeric LPS "sensing apparatus".